BAB 1

DASAR KOMUNIKASI

1.1 PENDAHULUAN

Kata komunikasi dapat diartikan sebagai cara untuk menyampaikan atau

menyebarluaskan data, informasi, berita, pikiran, pendapat dalam berbagai bentuk.

Manusia dapat melakukan berbagai cara untuk melakukan komunikasi. Seperti

misalnya dengan berbicara, berbisik, memukul kentongan sampai pada berkirim

surat dengan bantuan kantor pos dan sebagainya. Tetapi komunikasi dengan

metode tersebut di atas digunakan untuk jarak yang relatif dekat dan terbatas.

Saat ini seiring dengan perkembangan peradapan manusia, kebutuhan akan

komunikasi semakin mendesak dengan jarak antara sumber informasi dengan

penerima semakin jauh, seperti antar kota, antar pulau, antar negara, bahkan antar

benua. Karena itu para ahli terdorong untuk mengembangkan tehnik komunikasi

jarah jauh yang lebih efisien.

Telekomunikasi berasal dari kata tele yang berarti jauh dan komunikasi

yang berarti hubungan. Jadi telekomunikasi adalah hubungan atau komunikasi

yang dilakukan pada suatu jarak yang relatif jauh. Komunikasi disini bisa

diartikan sebagai proses tukar-menukar informasi yang dibutuhkan untuk

keperluan tertentu.

Dalam bahasan ini yang dimaksud dengan komunikasi adalah suatu

pertukaran informasi jarak jauh dengan menggunakan peralatan atau sinyal listrik.

Informasi disampaikan ke tujuan melalui kawat penghantar yang disebut dengan

saluran transmisi (transmisi lines) maupun melalui udara tanpa menggunakan

kawat penghantar tetapi dengan sinyal-sinyal radio atau gelombang

elektromagnetik.

Dalam telekomunikasi, suatu bentuk energi informasi diubah menjadi

suatu energi listrik, sehingga dapat disampaikan ke suatu tujuan pada jarak

tertentu. Selajutnya, ditempat tujuan, energi listrik tadi diubah kembali ke bentuk

aslinya. Penggunaan energi listrik yang khusus untuk menyampaikan informasi ini

1

merupakan suatu bidang ilmu listrik tersendiri yang disebut elektronika

komunikasi. Bentuk-bentuk informasi asli yang dapat diubah menjadi energi

listrik antara lain adalah suara manusia, musik, gambar-gambar bergerak maupun

diam, dan sebagainya.

1.2 SISTIM KOMUNIKASI

Informasi yang akan disampaikan harus dapat diubah menjadi suatu energi

listrik untuk menghasilkan Sinyal informasi elektronik. Proses perubahan

informasi ini dilakukan menggunakan suatu alat yang dinamakan Transducer (Alat

Pengubah). Jadi transduser adalah suatu alat pengubah energi dari satu bentuk ke

bentuk yang lain.

Sebagai contoh suatu sinyal elektronik akan disampaikan ke suatu tujuan

dapat dilakukan dengan menggunakan kawat penghantar dan dapat dilakukan juga

dengan menggunakan gelombang radio (tanpa menggunakan kawat penghantar).

Maka di tempat tujuan dibutuhkan suatu transducer lain untuk mengubah energi

sinyal elektronik tersebut kembali ke bentuk sinyal aslinya. Dalam perjalanannya

menuju ke tujuan sinyal elektronik tersebut mengalami gangguan atau penurunan

daya, maka dalam prakteknya dibutuhkan alat-lalat lain yang disebut Amplifier

(alat penguat sinyal). Amplifier ini dibutuhkan pada jarak-jarak tertentu dari

sistem tersebut yang berfungsi untuk menambah kekuatan sinyal elektronik

tersebut sampai pada batas kekuatan yang diinginkan.

Pada sistem radio, sebuah Transmitter (Pengirim) dibutuhkan pada pihak

sumber untuk mengirimkan sinyal tersebut melalui hubungan radio tanpa kawat

penghantar. Sinyal ini bergerak dengan kecepatan cahaya. Pada pihak penerima

dibutuhkan alat lain yang dinamakan Receiver untuk menerima sinyal tersebut .

Kemudian transducer akan merubah kembali ke sinyal aslinya.

Sangat penting untuk diketahui karena ada keterbatasan pada kedua sisi

pengirim dan penerima dari sistem tersebut, akan terjadi gangguan-gangguan

seperti bising (noise) dan juga bisa berupa distorsi (kerusakan) pada bentuk sinyal

2

elektronis tersebut. Hal ini merupakan akibat-akibat yang tidak diinginkan, oleh

karena itu harus dapat ditekan sekecil mungkin dalam perencanaan sistem.

Sinyal elektronis + gangguan

Sumber Tujuan

Informasi InformasiMedia kawat atau radio

Amplifier Amplifier TransducerTransducer

Gambar 1.1 Dasar sistem komunikasi

1.3 LEBAR BAND

Informasi yang diberikan bermacam-macam dan dalam teknik

telekomunikasi dibedakan menurut sifat-sifatnya antara lain Lebar Band. Lebar

band dapat diartikan sebagai lebar daerah frekuensi yang ditempati oleh

informasi/sinyal yang bersangkutan. Lebar band pendengaran manusia yaitu

daerah frekuensi yang masih dapat didengar oleh manusia terletak antara 20 Hz

sampai dengan 20.000 Hz. Misalkan untuk alat-alat musik, bunyi yang dihasilkan

terdiri dari frekuensi dasar dan frekuensi harmoniknya yang terletak antara 20

sampai dengan 15.000 Hz

3

Volume

D 294 Hz100 1 kHz 10 kHz

A 440 Hz100 1 kHz 10 kHz

Gambar 1.2 Spektrum suara nada dasar dan frekuensi hamonis

Spektrum frekuensi pembicaraan manusiapun secara teoritis

terletak dalam band frekuensi dari 100 Hz sampai 10.000 Hz, tetapi bagian

terbesar dari energi pambicaraan terkelompok dalam komponen-komponen

antara 200–700 Hz serta warna suara ditentukan oleh komponen-

komponen disekitar 35000 Hz.

Jadi sebenarnya untuk mengirimkan suara secara ekonomis, cukup

dengan lebar band yang lebih kecil dari 20 kHz. Percobaan-percobaan

menunjukkan bahwa lebar band 300–3400 Hz cukup memenuhi

persayaratan, pengertian yang dikirim dan warna suara cukup baik.

Pada prinsipnya, semua sinyal-sinyal selalu dapat diuraikan dalam

komponen-komponennya yang berbentuk sinyal-sinyal sinusoidal yang

kontinyu. Dan untuk mengirimkannya dengan baik, cukup jika dapat

dikirimkan komponen-komponen dalam suatu lebar band tertentu, yaitu :

Γ=∆ 1f untuk pulsa-pulsa D/C atau

Γ=∆ 2f di sekitar fc untuk

gelombang frekuensi fc yang dikirim dalam bentuk pulsa-pulsa.

Pulsa-pulsa periodik dengan lebar pulsa t dan periode T dapat

diuraikan menjdi sinyal-sinyal sinusoidal yang kontinyu dengan frekuensi-

frekuensi 1/T, 2/T, dan seterusnya. Jika pulsa-pulsa radio dengan fc,

4

uraiannya merupakan komponen-komponen dengan frekuensi-frekuensi

1/T, 2/T dan seterusnya di atas dan dibawah frekuensi fc. Untuk

mengirimkan sinyal dengan baik, cukup dikirimkan komponen-komponen

yang ada pada lebar band tertentu, yaitu : τ/1=∆ f untuk pulsa-pulsa D/C

atau τ/2=∆f di sekitar fc untuk gelombang frekuensi fc yang dikirim

dalam bentuk pulsa-pulsa.

1.4 MEDIUM PENYALURAN

Biasanya dalam sistem penyaluran akan terjadi redaman dan akan timbul

distorsi sebagai akibat ketidaklinearan sistem penyaluran serta adanya

noise.

Jadi sistem penyaluran dibedakan oleh:

• Lebar band, yang didefinisikan sebagi lebar band frekuensi yang

dibatasi oleh frekuensi-frekuesni di mana level sinyal akan turun 3 dB

dibandingkan level rata-rata ( 3 dB – bandwidth)

• Karakteristik frekuensinya, menunjukkan redaman sebagai fungsi

frekuensinya.

• Phase shift, yang terjadi karena kecepatan fasa dalam saluran tidak

sama untuk seluruh daerah frekuensi, sehingga perbedaan fasa antara

komponen-komponen sinyal pada penerima tidak sama dengan waktu

pengiriman. Akibat yang nyata adalah perubahan bentuk sinyalnya.

• Derau (noise)

• Level

Berbagai cara penyaluran informasi:

1. Saluran Transmisi

Dalam meneruskan sinyal dari sumber ke penerima sering digunakan

saluran transmisi yang pada prinsipnya mengusahakan agar sinyal listrik

menjalar mengikuti salurannya dan tidak menyebar ke mana-mana. Saluran

transmisi ada beberapa jenis yang dicirikan dengan:

5

• Impedansi karakteristik : o

oo C

LZ =

• Kecepatan fase : ooCL

v 1=

• Daerah frekuensi

• Redaman

Dalam saluran transmisi sinyal menjalar dengan kecepatan tertentu,

mengalami perbedaan dan perubahan bentuk karena kecepatan penjalaran

yang tidak sama untuk daerah frekuensinya. Karakteristik impedansi juga

merupakan faktor yang harus dipertahankan dalam titik penyambungan

agar tidak terjadi refleksi.

Jenis saluran transmisi ini antara lain pararel wire digunakan untuk daerah

audio atau sampai frekuesni radio yang rendah. Coaxial digunakan sampai

daerah frekuensi 1000 MHz.

2. Wave guide (bumbung gelombang)

Pada umumnya digunakan untuk daerah frekuensi ribuan MHz atau daerah

gelombang mikro (micriwave)

3. Strip line

Banyak digunakan untuk daerah gelombang mikro dengan panjang

gelombang milimeteran

4. Serat Optik (fibre optic)

Mempunyai keuntungan lebar band yang lebih besar dan distorsi yang

lebih kecil.

6

5. Udara Bebas

Pada sistem ini sinyal dipancarkan menggunakan gelombang radio. Sinyal

dipancarkan dari lokasi pengirim (Tx) ke arah lokasi penerima (Rx).

Karena sifat mediumnya, sinyal tadi akam menyebar, sehingga pancaran

sangat meredam. Dalam perhitungan dianggap sinyal menebar ke segala

arah dan untuk Tx uyang isotropis, pancarannya sama naik ke segala arah

sehingga pada jarak R dari Tx, kerapatan daya :

22

/4

mwattRPW ==

π

Untuk mengarah pancaran agar hanya mengarah ke arah tertentu,

digunakan antenna. Antenna dicirikan dengan gain atau faktor penguatan

yang menunjukkan pamancaran lebih tinggi beberapa kali dibandingkan

dengan Tx isotropis.

Dalam arah yang diinginkan, rapat energi oleh antenna dengan gain G :

222 444 REIRP

RGP

RPGW

πππ===

Gain ini dapat dianalogikan dengan sifat pancaran cahaya dari sebuah

senter. Jika reflektornya dibuka, cahaya lampunya akan memancar ke

segala penjuru. Sehingga daya pancarannya agak lemah pada layar yang

diletakkan di depannya. Bila dipasang kembali, intensitas cahaya di layar

akan cukup kuat, karena daya yang sama hanya dibagi dalam daerah yang

sempit.

1.5 GANGGUAN KOMUNIKASI

A. Distorsi (Gangguan)

Pada dasarnya tidak ada proses yang ideal, maka informasi yang diterima

tidak sama dengan yang dikirim. Hal ini dalam proses pengiriman dan

penerimaan, informasi mengalami beberapa kali proses transformasi.

7

Transducer Amplifier/Modulasi Amplifier/Demodulasi TransducerMedium

Gambar 1.3 Proses pengiriman dan penerimaan informasi

Gangguan-gangguan yang mungkin tejadi dapat berupa:

• Attenuasi, karena perbedaan redaman/amplifikasi dengan frekuensi.

• Phase shift, karena kecepatan perambatan tidak sama untuk semua

frekuensi maka yang terjadi bentuk sinyal pengiriman dapat berbeda

bentuknya waktu mencapai tujuan.

• Tambahan Noise

• Intermodulasi noise

• Noise tambahan : udara, peralatan listrik dll.

Menurut deret Fourier, suatu sinyal selalu dapat dianggap terdiri dari sinyal

sinusoidal dengan frekuensi dasar fo dan frekuensi harmonis sfo, 3fo dst.

B. Intermodulation

Gangguan ini terjadi karena modulasi yang tidak linear, sehingga selain

frekuensi-frekuensi asli, timbul komponen dengan frekuensi kombinasi-

kombinasi. Misalnya jika dikirimkan 2 sinyal dengan frekuensi f1 dan f2

akan timbul sederet frekuensi baru.

− f1 ± f2

f1 dan f2 − 2f1 ± f2

− 2f1 ± 2f1

− 3f1 ± f2, dan seterusnya

8

C. Noise Tambahan

Noise ini terjadi di rangkaian-rangkaian pada peralatan. Pada setiap

komponen terjadi pergerakan elektron-elektron oleh panas sehingga di

ujung-ujungnya timbul tegangan (tegangan noise) sebesar :

Johnson noise : BRTkV 4=

Sehingga sesuai teori rangkaian daya noise yang dapat diperoleh dari

komponen tersebut adalah :

Max. available noise : BTkRV =4

2

D. Noise yang berasal dari luar.

Noise juga berasal dari benda-benda yang berada di luar angkasa.

Benda-benda angkasa ternyata ada juga yang memancarkan gelombang-

gelombang radio terutama pada frekuensi rendahnya ( galactic noise).

Demikian juga beberapa peralatan mesin, pengapian mobil, mesin las dan

lain-lain. Atom-atom udara terutama uap air, N2 dan O2, juga

memancarkan gelombang radio yang semakin kuat pada frekuensi yang

semakin tinggi, pada daerah frekuensi Giga Hertz (Atmosphireic noise).

Intensitas derau (noise) di sekitar antena penerima, mempengaruhi

kesanggupan sistem penerima untuk menangkap sinyal-sinyal radio yang

lemah. Karena untuk penerimaan yang baik sinyal radio yang dikehendaki

harus lebih kuat daripada intensitas deraunya.

Intensitas derau dari luar paling rendah di sekitar frekuensi 2400

Mhz. Itu sebabnya untuk proyek-proyek penelitian benda-benda angkasa

memakai frekuensi 2400 MHz, juga untuk frekuensi-frekuesni telemetri.

Total derau output penerimaan, terutama tahap pertamanya,

merupakan jumlah dari derau luar ditambah derau oleh penerimaanya

sendiri yang dapat digambarkan sebagai berikut:

9

N luarN out

N intern

Gambar 1.4 Total noise dari luar dan penerima

1.6 PENGUATAN, S/N, DAN NOISE FIGURE

A. Penguatan

Faktor penguatan sistem dapat didefinisikan sebagai perbandingan daya

keluaran dengan daya masukan.

Penguatan dapat dihitung dengan persamaan :

)(log101

2 dBPP

A = atau ditulis sebagai A dB

P1 P2

Gambar 1.5 Gambar Penguatan

B. Signal to Noise Ratio (S/N)

Kwalitas dari penerimaan bisa diukur denga menggunakan parameter ini.

S/N merupakan perbandingan dari sinyal terhadap noise yang terjadi. S/N

diukur dalam satuan dB yang menunjukkan signal yan diinginkan berapa

kali lebih kuat daripada noise atau gangguan yang terjadi.

10

C. Noise Figure

Noise figure ini menunjukkan kualitas penguat dalam rangka memperkuat

sinyal. Menunjukkan berapa besar noise tambahan yang dihasilakn oleh

pengutan (penerimanya). Menurut teori Johnson noise, pada input

pengutan dapat dianggap terdapat sumber noise Nin sebesar KToB.

outputNSinputNSF

)/()/(=

out

in

in

out

SS

NN

= GNN

in

out=

BBFKTN oout ).(= , dimana To ditetapkan sebesar 300o K

N in N out

FkToB N outN in

G

G

Gambar 1.6 Noise Figure

Bisa dikatakan noise di input diperbesar F kali jika amplifiernya dianggap

noise free.

11